河南汇龙合金材料有限公司
长输管道牺牲阳极法
阴
极
保
护
方
案
河南汇龙合金材料有限公司二零一九年八月三十一日
目录
一、概述------------------------------------------------------------ 2
（一）原理 ----------------------------------------------------- 2（二）牺牲阳极法阴极保护的优点 --------------------------------- 2（三）牺牲阳极材料 --------------------------------------------- 2（四）阳极安装方式 --------------------------------------------- 6（五）测试系统 ------------------------------------------------- 7（六）应用标准和规范 ------------------------------------------- 8（七）主要测试设备和工具 --------------------------------------- 8
二、该项目管道牺牲阳极保护法的设计---------------------------------- 8
三、施工方法-------------------------------------------------------- 9
1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述如下: -------------------- 9
2、牺牲阳极法的施工: ------------------------------------------ 9
一、概述
（一）原理
将被保护的金属结构连接一种比其电位更负的金属或合金，该金属或合金为阳极，依靠它的优先溶解所释放出的电流使金属结构阴极极化到所需的电位而实现保护，这种方法称为牺牲阳极法阴极保护。（二）牺牲阳极法阴极保护的优点
1、不需要外部电源；
2、对邻近金属构筑物无干扰或很小；
3、电流输出虽不能控制，但有自动调节倾向，且覆盖层不易损坏。
4、调试后，可不需日常管理；
5、保护电流分布均匀，利用率高。
（三）牺牲阳极材料
1、作为牺牲阳极材料，必须满足以下条件:
1.1有足够负且稳定的电位，不仅要有足够负的开路电位，而且要有足够的闭路电位（或称工作电位，即在电解质介质中与金属结构连接时牺牲阳极的电位）。
1.2腐蚀率小，且腐蚀均匀，要具有高而稳定的电流效率。牺牲阳极的电流效率是指实际电容量与理论电容量的百分比，以%表示。
1.3电化学当量高，即单位重量产生的电流量大。
1.4工作中阳极的极化率要小，溶解均匀，产物易脱落。
1.5腐蚀产物不污染环境、无公害。
1.6材料来源广泛，加工容易并价格低廉。
2、镁
2.1镁阳极的特点是比重小、电位很负、对铁的驱动加压很大，且单位发生的电量大。
2.2镁作为牺牲阳极，有较快的溶解速度，镁在电解质中溶液中的腐蚀行为是由本身很负的电位和表面上保护膜的性质所决定。
2.3镁的标准电极电位为-2.37V(SHE);非平衡电极电位则随腐蚀性介质的性质而变，例如：镁在海水中的电位为-1.5V(SCE)，镁在土壤之中的电位为 1.5V至-1.6(SCE)，镁在碱溶液中的电位约为-0.84V(SCE)。镁的电极电位与介质的PH值有密切关系,PH值在酸性范围内，电位较负，因为生成的腐蚀产物氢氧化镁在碱性介质中是难溶的。
正因为镁在酸性及中性介质中的电位较负和保护膜的不稳定性，所以镁在酸性和中性介质中的腐蚀速度较大。而在碱性介质中，镁的表面保护膜稳定，电位较正，腐蚀速度则因此而降低。
镁作为牺牲阳极使用时，与电位较正的金属相接触，这时，镁产生阳极化，会引起负的差异效应，即在阳极极化的影响下，金属的自溶大为增强。与其他牺牲阳极相比，镁的自溶倾向最大，这是镁阳极的电流效北较低的原因之一。
杂质及合金元素对镁的腐蚀速度有很大的影响，镁合金通常比镁的腐蚀速度大。镁阳极中的杂质主要成分是铁、镍、铜、钴，其中特别是铁的含量，由于这些金属有较正的电位，引起额外的腐蚀（寄生腐蚀）而使镁的阳极效率降低。添加锰可以抑制铁的影响，因为锰可以使铁在熔铸过程中沉淀出来，留在合金中的铁元素会被锰包围起
来，使铁不能产生阴极性杂质的有害作用。对镁阳极影响较小的元素有：镉、锰、钠、硅、锌、铝、铅、钙和银等。
用纯镁作为牺牲阳极材料，对杂质的含量应有一定的限制，通常应是高纯镁（含镁大于99.95%），杂质铁的含量应控制在<0.002%以下。它的电位很负，机械加工性能好。镁适用于电阻率较高的土壤和淡水中。
镁在海水中应用时易造成过保护，或发生氢脆，故而很少用于海水中。镁在碰撞时易产生火花，因而，一般不能用于有防爆要求的场合。
2、阳极种类的选择
通常根据土壤电阻率选择牺牲阳极的种类，根据保护电流的大小和使用寿命，选取阳极的规格和数量。在土壤中牺牲阳极选择的原则见表5-14。
表5-14土壤中牺牲阳极种类的应用选择
注：（1）在土壤潮湿情况下，锌阳极范围可扩大到30Ω.m ； （2）表中电位均相对于Cu/饱和CuSO4参比电极。
在土壤中使用牺牲阳极的形状多为棒形，其横截面有梯形和D 形。在高电阻率的土壤中或某些特定场合，如套管内管道的保护等则用带状牺牲阳极。
3、工艺计算
3.1单支阳极接地电阻按下列公式计算：
（5-1）
（5-2）
式中：RH －水平式有填料阳极接地电阻（Ω）；
Rv－立式有填料阳极接地电阻（Ω）；
P－土壤电阻率（Ω.m）；
－填料电阻率（Ω.m）；
p
a
L－阳极长度（m）；
La－阳极填料柱长度（m）；
d－阳极等效直径，，C为边长（m）；
D－填料柱直径（m）；
t－阳极中心至地面的距离（m）。
3.2组合阳极接地电阻的计算
（5－3）式中：R
－阳极组总接地电阻（Ω）；
总
N－阳极数量（支）；
K－修正系数，查图5－2。
图5-2 修正系数K 3.3阳极输出电流的计算
（5-4）式中：Ia－阳极输出电流（A）；
Ec－阴极开路电位（V）；
Ea－阳极开路电位（V）；
ec－阴极极化电位（V）；
ea－阳极极化电位（V）；
Ra－阳极接地电阻（Ω）；
Rc－阴极过渡电阻（Ω）；
RN－回路导线电阻（Ω）；
△E－阳极有效电位差（V）；
R－回路总电阻（R）。
3.4所需阳极数量按下式计算
（5－5）
式中：N－阳极数量（支）；
IA－所需保护电流（A）；
Ia－单支阳极输出电流（A）；
f－备用系数，取2～3倍。
3.5阳极工作寿命按下式计算
（5－6）
式中：T－阳极工作寿命（a）；
W－阳极净重量（kg）；
ω－阳极消耗率〔kg/(A.a)〕；
I－阳极平均输出电流（A）。
也可按该公式计算W（阳极总重量），以满足阳极的设计寿命。
（四）阳极安装方式
1、阳极地床
为保证牺牲极在土壤中性能稳定，在阳极四周要填充适用的填充料。
牺牲阳极填充料有用袋装和现场钻孔、挖坑填装两种方法，现场钻孔填装效果虽然好，但填料用量大，稍不注意，容易将土粒等杂物带入填料中，影响填充料质量，所以这种方法使用较少。牺牲阳极安装中大多使用袋装阳极，即将配置好的填充料放在渗透性材料制的袋
中，包围在阳极周围（填料的厚度应在各个方向均保持5-10mm），然后放置在土坑中，再用细土回填、浇水、最后填平。
2、阳极分布
2.1牺牲阳极在管道上的分布可采用单支或集中成组两种方法，同组阳极宜选用同一批号或开路电位相近的阳极。
2.2牺牲阳极埋设分为立式和水平式两种，埋设方向有轴向和径向。阳极埋设位置一般距管道外壁3-5mm，最小不宜小于0.3mm，埋设深度以阳极顶部距地面不小于1m为宜，对于北方地区，必须在冻土层以下。成组埋设时，阳极间距以2-3m为宜。
2.3在地下水位低于3m的干燥地带，阳极应当加深埋设，对于河流、湖泊地带，牺牲阳极应尽可能埋设在河床（或湖底）的安全部位，以防洪水冲刷或挖泥清淤时损坏。
2.4在城市和管网区使用牺牲阳极时，要注意阳极和被保护的管道之间不应有其他金属构筑物，如电缆等。
（五）测试系统
为了检查地下钢质管道的保护状态及效果，还应安装测试系统。牺牲阳极法阴极保护的测试系统应能提供保护体的自然电位、阳极性能、保护电位的功能。
通常在相邻两组牺牲阳极管段的中间部位设置一个可测量管道保护电位的测试桩，桩的间距以500m左右为宜。
牺牲阳极测试桩处应设有辅助片长效参比电极，辅助试片的材质应与管道材质相同。在这里可以测出管道的保护电位和阳极工作状况，如阳极的输出电流、阳极的接地电阻、阳极的开路电位和闭路电位，还可测量辅助试片的自然电位，用来比较钢质管道的保护情况。
这里需要说明的是，牺牲阳极法阳极保护的各项参数的测试，应当在牺牲阳极埋入地下及填包料浇水10d后进行。
另外，牺牲阳极投入运行后，应定期进行监测和维护，至少每半
年一次。待牺牲阳极到达使用寿命时，测量的保护参数异常，或保护电位不能达到阴极保护标准，则说明阳极已“牺牲”完毕，应更换安装新的牺牲阳极，使管道继续得到阴极保护。
（六）应用标准和规范
1、《埋地钢质管道阴极保护电参数测试方法》SY/T0023-97
2、《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》SY/T0019-97
3、《钢质管道及储罐防腐工程设计规范》SY0007-99
4、《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086-95
5、《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》SY/T0017-96
（七）主要测试设备和工具
本工程检测和测试工作所使用的主要测试设备和工具表
二、该项目管道牺牲阳极保护法的设计
该管道为长输管道，管径1200㎜，为配合其它防腐措施，拟采用如下牺牲阳极保护法。
牺牲阳极选用镁阳极，1km设4组，每组由4支14kg的镁阳极组成，其中3组直接焊在管道上，1组通过测试桩连接，以便进行电参数测量，了解阳极使用寿命。
共埋设镁阳极188支，距管道垂直距离＞1.5m，阳极周边用填料包围以减少接地电阻及促进腐蚀产物的溶解。汇流点及中间点设测试桩47支，测试桩基本按照1支/km的原则埋设，并附有1支长寿命参比电极。在管道穿越公路、铁路等处设有套管的部位实施了镁带阳极保护，以使套管内受屏蔽的管道得到保护，镁带规格为19mm×9.5mm。施工时沿螺旋焊缝方向缠绕，使保护电流尽可能地均匀。
三、施工方法
1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述如下:
袋装阳极制作→阳极床定位→阳极床开挖→阳极埋设→阳极浇水浸透饱和及各参数测试→阳极通电点处理及焊接→通电点导通测试→通电点补口防腐(补口处防腐材料与管体防腐材料是匹配的) →阳极回填→标记记录。
2、牺牲阳极法的施工:
2.1锌阳极安装
2.1.1牺牲阳极的施工：牺牲阳极土壤中的施工，包括埋设前的组装、阳极的填充和埋高。
2.1.2锌阳极与阳极电缆的组装
阳极与电缆之间的联接采用锡焊。在焊接点上涂覆环氧涂料，加缠电工胶布和绝缘胶带，再包覆热收缩套，并再缠胶带保护。必须保证焊接牢固并且绝缘性能良好。
2.1.3阳极安装前准备
在组装牺牲阳极之前，应检验阳极表面是否有油污和氧化物。牺牲阳极表面的油污和氧化物能降低阳极的活性，影响阳极电流的发生，所以阳极表面如存在油污和氧化物，应采用砂纸将阳极表面打磨干净。
填料包的组装可在室内或现场进行，应保证阳极四周的填料厚度
一致、密实，各边厚度不小于50mm。填料应调拌均匀，不得混入石块、泥土、杂草等。每支阳极需用填料约50Kg。
2.1.4阳极电缆与PCCP管的连接
电缆与管道的焊接可以采用铝热焊法、电焊或铜焊，无论哪种焊接手段都要求：焊接牢固，焊缝均匀，焊接点电阻要求小于4×10－4Ω，焊接点强度大于焊接后铜芯电缆的承载力。焊接完成且温度降低后进行焊缝检查，合格后对焊接部位、裸露钢片、铜导线进行补口，补口材料采用环氧煤沥青和玻璃布。
在电位测试装置处，阳极电缆与管道测试电缆在测试桩内连接。
阳极电缆敷设时应留有足够余量，在焊点及其他连接处预留蛇形弯，防止电缆或焊点受力拽脱。
2.1.5阳极埋设
当管道的安装与锌阳极埋设同步进行时，牺牲阳极的埋设位置，与管道外壁距离为1.5米左右，最低不应小于0.3m。阳极可埋设在管道的侧方或侧下方,视现场具体工况条件，可选择立式或卧式埋设。埋设深度必须在冻土层以下，一般要求与管道深度一致。见下图。
图1阳极位置示意图
对于已安装完的管道，阳极埋设可在管道中心位置，使得阳极包的中心位置与管道中心位置在同一高程上，施工采用人力钻孔的施工方法。钻孔直径为Ф400，阳极包采用竖向布置。
2.1.6 阳极床浇水
阳极填料包放入阳极坑后，对坑内浇水，坑内水位必须完全浸没填料包，且坑内积水必须保持一段时间，以便彻底浸填料包。
2.1.7阳极床回填
阳极床回填时，应向阳极床内回填细土，禁止向坑内回填沙石、水泥块、塑料等杂物。过河管道部分镁阳极安装要求
对于已安装完的管道，阳极埋设可在管道中心位置，使得阳极包的中心位置与管道中心位置在同一高程上，施工采用人力钻孔的施工方法。钻孔直径为Ф400，阳极包采用竖向布置。
2.1.8阳极床浇水
阳极填料包放入阳极坑后，对坑内浇水，坑内水位必须完全浸没填料包，且坑内积水必须保持一段时间，以便彻底浸填料包。
2.1.9阳极床回填
阳极床回填时，应向阳极床内回填细土，禁止向坑内回填沙石、水泥块、塑料等杂物。
2.2过河管道部分镁阳极安装要求
2.2.1 镁阳极与阳极电缆的组装
阳极与电缆之间的联接采用锡焊。在焊接点上涂覆环氧涂料，加缠电工胶布和绝缘胶带，再包覆热收缩套，并再缠胶带保护。必须保证焊接牢固并且绝缘性能良好。
2.2.2 阳极安装前准备
在组装牺牲阳极之前，应检验阳极表面是否有油污和氧化物。牺牲阳极表面的油污和氧化物能降低阳极的活性，影响阳极电流的发生，所以阳极表面如存在油污和氧化物，应采用砂纸将阳极表面打磨干净。
填料包的组装可在室内或现场进行，应保证阳极四周的填料厚度一致、密实，各边厚度不小于50mm。填料应调拌均匀，不得混入石块、泥土、杂草等。每支阳极需用填料约50Kg。
2.2.3 阳极埋设
牺牲阳极的埋设位置，与管道外壁距离为1.5米左右，最低不应小于0.3m。阳极可埋设在管道的侧方或侧下方,视现场具体工况条件，可选择立式或卧式埋设。埋设深度必须在冻土层以下，一般要求与管道深度一致。
2.2.4 阳极床浇水
阳极填料包放入阳极坑后，对坑内浇水，坑内水位必须完全浸没填料包，且坑内积水必须保持一段时间，以便彻底浸填料包。
2.2.5 阳极床回填
阳极床回填时，应向阳极床内回填细土，禁止向坑内回填沙石、水泥块、塑料等杂物。
2.2.6阳极电缆与钢管的连接
镁阳极埋设就位后，在管道的环氧煤沥青涂层上开60X60mm大小开口，将开口处理干净，去除油漆、水、泥、油污等杂物，将阳极电缆上预制的方钢片与钢管电焊连接，焊接后清除焊渣，经质检后，涂刷防腐涂料，达到与管道同级的防腐等级。
阳极电缆敷设时应留有足够余量，在焊点及其他连接处预留蛇形弯，防止电缆或焊点受力拽脱。
2.3过路管道部分镁阳极安装要求
2.3.1镁阳极安装技术要求
由于套管内外的腐蚀环境不同，将过路部分钢质管道分成两部分。套管外部镁阳极的安装同过河管道部分相同。套管内部采用串状镁阳极保护，串状镁阳极的安装随钢管的安装同时进行，将镁阳极钢丝铁芯直接焊接在钢管上。焊接及补口要求同过河管道部分。
2.4电位测试桩的安装
测试桩安装要求
测试桩桩体由水泥制成，地上部分高约80公分，地下部分高60公分以上。内设阴极测试端子和参比电极测试端子。在管底位置埋设一支二氧化锰参比电极或长效硫酸铜参比电极。电位测试桩只提供保护电位数据，可按设定的频率进行人工测量，以了解和掌握阴极保护效果。
2.5智能监测装置的安装
智能监测桩安装要求
智能监测桩安装应按图纸要求和设备安装说明进行。
2.6预留电缆的安装
2.6.1预留电缆与PCCP管的连接
电缆与管道的焊接可以采用铝热焊法、电焊或铜焊，无论哪种焊接手段都要求：焊接牢固，焊缝均匀。焊接完成且温度降低后进行焊缝检查，合格后对焊接部位、裸露钢片、铜导线进行补口，补口材料采用环氧煤沥青和玻璃布。
2.6.2 预留电缆的引到地表
预留电缆在完成和PCCP管连接后，垂直向上引至地表附近，电缆敷设时应留有足够余量，在焊点及其他各处打蛇形弯，防止电缆或焊点受力。
2.7 标识
在管沟回填过程中和完成后，承包商应详细记录阳极预留电缆的位置，并选择合理有效的标识方式，确保日后能顺利找到预留电缆。
2.8阴极保护系统的调运
2.8.1 牺牲阳极保护参数投产测试，必须是在阳极埋入地下及填包料浇水10天后进行。
2.8.2 牺牲阳极投入运行后应进行一下项目的测试
⑴点位：阳极开路点位，阳极闭路点位，管道开路点位，管道保护点位，测试片自然点位。
⑵阳极输出电流。
⑶阳极接地电阻。
⑷埋设点的土壤电阻率。
2.8.3 牺牲阳极投入运行后，应定期进行监测和维护，至少每半年一次。
2.9质量检验标准
2.9.1阳极连接电缆其埋设深度不得小于0.8m，四周应填垫素土或细砂，其上部覆盖有水泥盖板或红砖。
2.9.2布置牺牲阳极时，阳极与管道之间不应有金属结构物。
2.9.3与钢制管道相连接的电缆接头，焊接点应重新进行防腐绝缘处理，采用热熔胶和补口片进行绝缘。
2.9.4阳极四周填包料应密实且厚度一致。填包料应均匀，阳极埋地后应充分灌水，并达到饱和。
2.9.5管道必须与支撑的墩台、管柱、管桥、固定墩、支座、管卡、套管或混凝土的钢筋等绝缘。
2.9.6牺牲阳极应达到下列要求为合格：工作点位达到-0.085V或更负。
2.9.7安装完毕，全线检查防腐层，对防腐层破损部位进行补修，防腐施工要求要与原防腐层相同。
附：工程报价（元/KM）
司 材 长输管道牺牲阳极 阴 极 保 护 施 工 方 案 河南汇龙合金材料有限公司 项目部
目录 一、概述- ----------------------------------------------------------- 2 （一）原理----------------------------------------------------- 2 （二）牺牲阳极法阴极保护的优点--------------------------------- 2 （三）牺牲阳极材料--------------------------------------------- 2 （四）阳极安装方式--------------------------------------------- 6 （五）测试系统------------------------------------------------- 7 （六）应用标准和规范------------------------------------------- 7 （七）主要测试设备和工具--------------------------------------- 8 二、该项目管道牺牲阳极保护法的设计- --------------------------------- 8 三、施工方法- ------------------------------------------------------- 8 1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述如下: -------------------- 9 2、牺牲阳极法的施工: ------------------------------------------ 9
埋地长输管道阴极保护施工 行 业 规 范 河南汇龙合金材料有限公司2019年技术部正版
1 工程概况 1.1工程内容 阴极保护工程项目为：-----------有限公司输水管道工程 1.2 开竣工时间 开工时间：总体进度确定开工时间，配合管道安装进行。 工期：配合管道安装确定整个工期 1.3牺牲阳极保护主要工程量 本阴极保护工程安装主要工程量如下： 序号项目名称工程量 1 阳极坑、测试装坑零星土方处 2 阳极的组装与运输支 3 镁合金牺牲阳极安装支 4 管道焊口重防腐涂料补口处 5 阳极安装后水的运输与浇注处 6 测试桩安装根 7 阴极保护检测处 2 施工部署 工程合同签定后，由单位领导主持，组织设立项目部。项目经理及项目部成员由责任心强，业务素质高，专业知识结构合理，现场施工经验丰富的人员组成。以便有能力及时处理施工中遇到的各种问题，从组织上保证工程顺利进行。 项目经理领导下，项目部有关人员均熟悉本工程工艺程序及图纸，并
在施工过程中记录并研究解决工程施工中的重点及难点。项目部设专人负责施工设备、材料进场，按相关程序实施进场验收，施工现场选定合适的库房。 2.1 工程施工规划 2.1.1本工程采用的施工管理措施，配合整体工程施工进度，可同步进行，协同作业。项目部以相关的奖惩制度确保工程进展快速，保质保量。 2.1.2根据设计书、相关标准和施工方案，项目部设专人负责落实施工所需各种原材料、施工设备等。 2.1.3根据项目工艺文件，图纸，由生产部组织实施牺牲阳极、测试桩等生产。 2.1.4项目部管理人员根据设计书、施工方案、施工图组织调度施工组，开展牺牲阳极和测试装置的施工。 2.1.5全部安装完毕后，测量电位数据，测量结果整理并出具测试报告。 2.2 施工技术方案及工艺 为了保证阴极保护系统长期、稳定地运行，施工的前期工作优为重要，严格按产品性能指标验收，保证产品质量，对热收缩套、阳极、参比电极及测试桩的安装严格按照设计要求及有关技术规范进行施工。 2.2.1阳极的组装 阳极的组装在工厂进行，组装后阳极的质量和各项技术指标符
牺牲阳极式阴极保护施工工艺 1、牺牲阳极式阴极保护主要施工工序流程 施工准备→依据设计图纸部署开挖阳极坑→将阳极装入填料包、填充化学填料→在阳极坑里安装阳极组、浇水→埋置测试桩及测量组元→阳极、电缆连接并做好密封→阴极保护数据测试→回填土、压实→质量验收并填写单位单项工程验收记录。 施工流程图: 2、施工准备 2.1 施工作业依据（技术资料准备）： 工程施工前，项目经理部人员至少要熟练掌握以下施工技术资料： 《埋地预应力钢筒混凝土管道的阴极保护》GB/T 28725-2012 《预应力钢筒混凝土管的阴极保护》 NACE RP 0100-2000 《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T 21448-2008
《锌-铝-镉系合金牺牲阳极》GB/T 4950-2002 《镁合金牺牲阳极》GB/T 17731-2009 《***工程阴极保护工程招标文件》 《***工程阴极保护工程招标文件》 设计方案及图纸 2.2 阴极保护材料的准备及验收 2.2.1 材料准备 牺牲阳极组（包括锌、镁合金牺牲阳极）、电缆、测试桩、防腐涂料。 2.2.2 材料验收 材料使用前，会同业主、监理、质检人员对材料进行核对验收，合格签字后，方可使用。验收规范如下： a. 材料出厂合格证，或产品检验报告的各项指标，符合设计要求。特别是阳极化学分析报告和阳极电化学性能检测报告必须符合设计要求的相关指标，并且该报告是由国家认可的、具有材料试验检验资格的第三方验证试验机构出具。 b. 根据订货合同核对材料品种、型号、规格、颜色、数量、有效期等。 c. 外观检查。阳极的表面质量应达到下列规定。 ●缩孔的深度不得超过阳极厚度的10%。 ●冷隔深度不得超过10mm，总长度不得超过150mm。 ●非金属夹渣不得超过阳极表面的1%。 ●阳极表面不得存在以下类型的裂纹：宽度大于3mm的裂纹；纵向长度大 于阳极长度的50%的裂纹；不得存在扩展到铁芯或贯穿整个阳极的裂纹。 ●阳极表面没有毛刺、飞边等对人员安全有危害的突出物。 ●阳极工作表面应保持干净，不得沾有油漆和油污。 d. 抽检阳极纯度、化学成分情况。参照下列标准的有关条款执行： 铝纯度不低于GB/T1196-2002中A199.70A的规定。 锌纯度不低于GB/T470-1997中Zn99.99的规定。 镉纯度不低于YS/T72-1994中Cd99.99的规定。 2.3 设备准备 施工车辆、搅拌机械、浇水设备（容器及水管等）、挖掘机或人力挖掘工具、铝
牺牲阳极法阴极保护方案 一、将被保护的金属结构连接一种比其电位更负的金属或合金，该金属或合金为阳极，依靠它的优先溶解所释放出的电流使金属结构阴极极化到所需的电位而实现保护，这种方法称为牺牲阳极法阴极保护。 二、牺牲阳极法阴极保护的优点： （1）不需要外部电源； （2）对邻近金属构筑物无干扰或很小； （3）电流输出虽不能控制，但有自动调节倾向，且覆盖层不易损坏。（4）调试后，可不需日常管理； （5）保护电流分布均匀，利用率高； 三、牺牲阳极材料 1 作为牺牲阳极材料，必须满足以下条件: 1.1有足够负且稳定的电位，不仅要有足够负的开路电位，而且要有足够的闭路电位（或称工作电位，即在电解质介质中与金属结构连接时牺牲阳极的电位）。 1.2腐蚀率小，且腐蚀均匀，要具有高而稳定的电流效率。牺牲阳极的电流效率是指实际电容量与理论电容量的百分比，以%表示。1.3电化学当量高，即单位重量产生的电流量大。 1.4工作中阳极的极化率要小，溶解均匀，产物易脱落。 1.5腐蚀产物不污染环境、无公害。 1.6材料来源广泛，加工容易并价格低廉。
2、镁 2.1镁阳极的特点是比重小、电位很负、对铁的驱动加压很大，且单位发生的电量大。 2.2镁作为牺牲阳极，有较快的溶解速度，镁在电解质中溶液中的腐蚀行为是由本身很负的电位和表面上保护膜的性质所决定。 2.3镁的标准电极电位为-2.37V(SHE);非平衡电极电位则随腐蚀性介质的性质而变，例如：镁在海水中的电位为-1.5V(SCE)，镁在土壤之中的电位为 1.5V至-1.6(SCE)，镁在碱溶液中的电位约为-0.84V(SCE)。镁的电极电位与介质的PH值有密切关系,PH值在酸性范围内，电位较负，因为生成的腐蚀产物氢氧化镁在碱性介质中是难溶的。 正因为镁在酸性及中性介质中的电位较负和保护膜的不稳定性，所以镁在酸性和中性介质中的腐蚀速度较大。而在碱性介质中，镁的表面保护膜稳定，电位较正，腐蚀速度则因此而降低。 镁作为牺牲阳极使用时，与电位较正的金属相接触，这时，镁产生阳极化，会引起负的差异效应，即在阳极极化的影响下，金属的自溶大为增强。与其他牺牲阳极相比，镁的自溶倾向最大，这是镁阳极的电流效北较低的原因之一。 杂质及合金元素对镁的腐蚀速度有很大的影响，镁合金通常比镁的腐蚀速度大。镁阳极中的杂质主要成分是铁、镍、铜、钴，其中特别是铁的含量，由于这些金属有较正的电位，引起额外的腐蚀（寄生腐蚀）而使镁的阳极效率降低。添加锰可以抑制铁的影响，因为锰可
珠海粤裕丰钢厂干散货码头钢桩牺牲阳极阴极保护工程 施工组织设计方案 濮阳市豫安防腐有限公司吉林分公司 2011年10月
目录 第一章工程概况 (2) 第二章施工方案 (3) 第三章施工组织机构和人员配置 (10) 第四章主要施工设备、检测仪器表 (16) 第五章质量保证措施和施工安全措施 (18)
第一章工程概况 1.工程概述 珠海粤裕丰钢厂干散货码头为防止钢管桩的腐蚀设计采用环氧粉末全涂加牺牲阳极阴极保护的方法。材质为Q345、尺寸为Φ****×*****的钢管桩共计408根，每根钢管桩上布置1支高效铝阳极，共计安装铝合金牺牲阳极408支；安装阴极保护电位测试系统6套。 2.施工计划周期 开工日期：2011年9月10日 竣工日期：2011年11月30日 3．施工作业总体安排 牺牲阳极水下安装施工，采用两个作业班；阴保电位测试系统的安装选用一个作业班进行施工安装。三个作业班可根据工程进度安排采取同时作业或交叉作业的方式，最大程度的提高工效保证本工程按时竣工。 4．阴极保护施工及验收规范 4.1 JTS 153-3-2007 《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》 4.2 GJB156A－2008 《港工设施牺牲阳极保护设计和安装》 4.3 GB/T 4948-2002 《铝-锌-铟系合金牺牲阳极》 4.4 GB/T 4949－2007 《铝-锌-铟系合金牺牲阳极化学分析方法》 4.5 GB/T 17848-1999《牺牲阳极电化学性能试验方法》
第二章、施工方案 1.牺牲阳极水下焊接 1.1牺牲阳极水下焊接方式的比较 1.1.1 根据钢管桩码头建造特点，打桩前，钢管桩表面不能焊接较大构件，以免影响打桩施工。牺牲阳极只能在钢管桩完成打桩工程后进行水下安装。 1.1.2牺牲阳极的水下安装方法主要有以下几种：螺栓固定法、捆扎法和水下焊接法。 1.1.3螺栓固定法是将牺牲阳极通过固定在焊在钢管桩上的钢制固定架上，达到阳极安装固定的目的。螺栓固定法的缺点是工艺复杂、安装困难，尤其是牺牲阳极在长期使用中受海水冲击、海流推动，螺帽容易产生松动，造成牺牲阳极与钢管桩之间接触电阻增大，降低阳极发生电流量和工作性能，影响钢管桩的保护效果。 1.1.4捆扎法是采用钢制卡环或钢带将牺牲阳极捆扎在钢管桩上，达到牺牲阳极安装固定的目的。捆扎法的缺点是由于海浪冲击，海流扭动，牺牲阳极的不断溶解，造成牺牲阳极与捆扎带之间产生松动，使阳极与钢管桩之间接触电阻增大，影响牺牲阳极发生电流和使用效果，严重者阳极脱落，造成保护工程失败。 通过以上比较，螺栓法固定法和捆扎法一般不宜采用。 1.1.5水下焊接安装法是采用水下焊接设备和水下焊条通过电焊方法把牺牲阳极安装固定在钢管桩上。水下电焊方法具有技术成熟、牢固可靠，牺牲阳极与钢管桩接触电阻小、导电性能好、使用寿命长等特点。水下焊接法又分自动CO2气体局部排水干法焊和普通湿法焊两种。半自动CO2气体局部排水干法焊技术难度大、造价高，主要用于水下高强钢结构材料的焊接。本工程钢管状材质为Q345钢，采用水下SRE TS 208湿法焊条焊接工艺完全满足工程技术要求。 1.2牺牲阳极水下焊接设备 1．2.1 牺牲阳极水下焊接安装设备采用ZX-500直流弧焊机，ZX-500焊机的特点是电压调节范围大，工作电流稳定，起弧电压稳定，水下操作不易断弧，连续性强，焊缝质量好。 1.2.2空压机 施工用空压机型号为V-0.67/14-1型。该机排气量0.67/min，工作压力1.4MPa,
储罐内壁牺牲阳极阴极保护方法 由于原油储罐、污水罐罐底内壁的腐蚀主要是缘于原油沉积污水引起的电化学腐蚀、细菌腐蚀，且罐底的原油沉积污水有着较高的含盐量（主要是S-2、Cl-、HCO-3、Na+、Ca+2等）和较高的温度，因此其腐蚀性较强。目前普遍采用牺牲阳极法对储罐底板内壁进行阴极保护，这种方法对储罐安全可靠，无需专人管理，且保护效果好。通常用作牺牲阳极的材料有镁和镁合金、锌合金、铝合金等。阳极块在储罐内壁上均匀布置，钢板与阳极块直接焊接连接。 牺牲阳极保护法特点： ①施工快速、简便，不会产生腐蚀干扰。 ②投入成本较低，经济性强。 ③安全可靠，无需专人管理。 ④保护效果显著。 根据内壁介质的情况,阳极可以选用铝合金阳极或镁合金阳极。内壁采用牺牲阳极保护时，要注意温度的影响。对40~70℃的水介质环境中，镁阳极因为腐蚀率太高而不适用。 根据保护面积、保护年限、介质电阻率计算所需的阳极数量，选择阳极规格形状。阳极在罐底板上呈环状均匀分布，阳极支架与底板焊接。牺牲阳极易于安装，而且当阳极消耗为初始重量的85%时，可以利用清罐机会进行更换。
针对储罐内壁牺牲阳极的设计步骤： ①计算阴极保护面积（罐内浸水面积） 罐底内壁保护面积计算：S=πr2 S-保护面积r-储罐半径 ②选定保护电流密度，计算保护电流 保护电流计算：I=SIa S-保护面积Ia-保护电流密度 ③确定保护年限，计算所需阳极总量 阳极使用寿命：Ｔ＝0.85W/ωI T-阳极工作寿命a W-阳极净质量，kgω-阳极消耗率kg/(A.a) ④根据阳极单支数量，计算阳极支数 阳极数量：N=f.IA/Ia N-阳极数量IA-所需保护电流A Ia-单支阳极输出电流A F-备用系数，取2-3倍 牺牲阳极法是储罐内常用的阴极保护方法，它可以任意布置不必担心电源连接，它的电位有限，没有必要担心过保护为先，牺牲阳极可以做成任意形状。 根据内壁介质的情况,阳极可以选用铝合金阳极或镁合金阳极。内壁采用牺牲阳极保护时，要注意温度的影响。对40~70℃的水介质环境中，镁阳极因为腐蚀率太高而不适用。
长输管道牺牲阳极法 阴极保护方案 项目名称： 建设单位： 施工单位： 编制日期：2010年10月4日
目录 一、概述------------------------------------------------------------ 2 （一）原理 ----------------------------------------------------- 2（二）牺牲阳极法阴极保护的优点 --------------------------------- 2（三）牺牲阳极材料 --------------------------------------------- 2（四）阳极安装方式 --------------------------------------------- 6（五）测试系统 ------------------------------------------------- 7（六）应用标准和规范 ------------------------------------------- 7（七）主要测试设备和工具 --------------------------------------- 7 二、该项目管道牺牲阳极保护法的设计---------------------------------- 8 三、施工方法-------------------------------------------------------- 8 1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述如下: -------------------- 8 2、牺牲阳极法的施工: ------------------------------------------ 9
原油管道长输管道 阴 极 保 护 电 流 在 线 检 测 注 意 事 项 河南汇龙合金材料有限公司
1 管道内部清洁度 阴极保护电流在线检测技术并非适用于任何管道。作为直接测量工具，阴极保护电流在线检测器需要与管道内壁良好接触，以便能够测量阴极保护电流产生的小电压降。由于原油管道定期清管，因此其影响检测器与管壁接触的问题较少。而成品油管道通常输送规格产品，一般不存在碎片堆积物，因此，其清管频率明显小于原油管道。只要成品油管道末端油品污染程度轻，就可以认为该成品油管道是“清洁”管道。为了确保阴极保护电流在线检测成功进行，在进行成品油管道检测前，通常需要对其进行较高质量的管道清管。目前，市面上已有用于成品油管道的简便和较低成本的清管器产品。这些清管器产品在进行清管的同时，也能测量管道内壁的清洁度，并能确定阴极保护电流在线检测时，检测器与管内壁是否能够充分接触。由同一条成品油管道在间隔1年时间内进行的两次阴极保护在线检测测得的电压降变化曲线可以看出，由于管壁没有充分清洁及电接使用阴极保护电流检测器定位电流源触不良，使得检测过程产生大量噪音，从而导致电压降变化曲线( 上方) 波动较大，而在进行两次清管之后，测得的电压降变化曲线( 下方) 明显平缓。 相比原油管道和成品油管道，对天然气管道进行阴极保护电流在线检测较为困 难。由于天然气管道内的氧化物和管壁上脱落的碎片不能像原油或成品油管道那样被油流带走，因此天然气管道的清管难度较大。管壁清洁度不足导致天然气管道的内壁电接触不够充分，影响了测得的直流电数据的准确性，而管壁清洁度问题对交流电数据影响不大。同时，由于阴极保护电流在线检测器质量轻且与管道内壁间摩擦力小，因此天然气管道的介质流速波动对检测数据的准确性影响不容忽视。 较新的管道内壁存在大量轧屑，使得其与检测器接触和电压降测量难度增大。同时，较新的管道防腐层完好，因此需要的阴极保护电流较小。由于旧管道阴极保护电流较高，因此可一定程度上忽略其管壁接触问题对检测结果的影响，但是对于较新的施加低阴极保护电流的管道，其内壁接触问题对检测结果的影响不容忽视。鉴于此，阴极保护电流在线检测技术通常用于旧的液体管道，只有当天然气管道腐蚀主要是由交流干扰引起时，才能对天然气管道进行阴极保护电流在线检测。
埋地钢质管道牺牲阳极法阴极保护技术 技术支持单位：甘肃拓维地理信息工程有限公司 示范案例：银川某燃气公司埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护系统安装 时间：2016年6月18日 （一）原理： 埋地钢质管道牺牲阳极法阴极保护技术是将被保护的金属结构连接一种比其电位更负的金属或合金，该金属或合金为阳极，依靠它的优先溶解所释放出的电流使金属结构阴极极化到所需的电位而实现保护，这种方法称为牺牲阳极法阴极保护。 （二）牺牲阳极法阴极保护的优点 1、不需要外部电源； 2、对邻近金属构筑物无干扰或很小； 3、电流输出虽不能控制，但有自动调节倾向，且覆盖层不易损坏。 4、调试后，可不需日常管理； 5、保护电流分布均匀，利用率高。 （三）阳极包的选材 牺牲阳极选择镁阳极包的特点是比重小、电位很负、对铁的驱动加压很大，且单位发生的电量大。镁的标准电极电位为(SHE);非平衡电极电位则随腐蚀性介质的性质而变，例如：镁在海水中的电位为(SCE)，镁在土壤之中的电位为至(SCE)，镁在碱溶液中的电位约为(SCE)。镁的电极电位与介质的PH值有密切关系,PH值在酸性范围内，电位较负，因为生成的腐蚀产物氢氧化镁在碱性介质中是难溶的。 （四）主要应用的规范
1、《埋地钢质管道阴极保护电参数测试方法》SY/T0023-97 2、《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》SY/T0019-97 3、《钢质管道及储罐防腐工程设计规范》SY0007-99 4、《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086-95 5、《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》SY/T0017-96。 （五）施工方法 1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述如下: 袋装阳极制作→阳极床定位→阳极床开挖→阳极埋设→阳极浇水浸透饱和及各参数测试→阳极通电点处理及焊接→通电点导通测试→通电点补口防腐(补口处防腐材料与管体防腐材料是匹配的)→阳极回填→标记记录。 图1 阳极床定位
珠海粤裕丰钢厂干散货码头钢桩牺牲 阳极阴极保护工程 施工组织设计方案 濮阳市豫安防腐有限公司吉林分公司 2011年10月
目录 第一章工程概况 (2) 第二章施工方案 (3) 第三章施工组织机构和人员配置 (10) 第四章主要施工设备、检测仪器表 (16) 第五章质量保证措施和施工安全措施 (18)
第一章工程概况 1.工程概述 珠海粤裕丰钢厂干散货码头为防止钢管桩的腐蚀设计采用环氧粉末全涂加牺牲阳极阴极保护的方法。材质为Q345、尺寸为Φ****×*****的钢管桩共计408根，每根钢管桩上布置1支高效铝阳极，共计安装铝合金牺牲阳极408支；安装阴极保护电位测试系统6套。 2.施工计划周期 开工日期：2011年9月10日 竣工日期：2011年11月30日 3．施工作业总体安排 牺牲阳极水下安装施工，采用两个作业班；阴保电位测试系统的安装选用一个作业班进行施工安装。三个作业班可根据工程进度安排采取同时作业或交叉作业的方式，最大程度的提高工效保证本工程按时竣工。 4．阴极保护施工及验收规范 4.1 JTS 153-3-2007 《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》 4.2 GJB156A－2008 《港工设施牺牲阳极保护设计和安装》 4.3 GB/T 4948-2002 《铝-锌-铟系合金牺牲阳极》 4.4 GB/T 4949－2007 《铝-锌-铟系合金牺牲阳极化学分析方法》 4.5 GB/T 17848-1999《牺牲阳极电化学性能试验方法》
第二章、施工方案 1.牺牲阳极水下焊接 1.1牺牲阳极水下焊接方式的比较 1.1.1 根据钢管桩码头建造特点，打桩前，钢管桩表面不能焊接较大构件，以免影响打桩施工。牺牲阳极只能在钢管桩完成打桩工程后进行水下安装。 1.1.2牺牲阳极的水下安装方法主要有以下几种：螺栓固定法、捆扎法和水下焊接法。 1.1.3螺栓固定法是将牺牲阳极通过固定在焊在钢管桩上的钢制固定架上，达到阳极安装固定的目的。螺栓固定法的缺点是工艺复杂、安装困难，尤其是牺牲阳极在长期使用中受海水冲击、海流推动，螺帽容易产生松动，造成牺牲阳极与钢管桩之间接触电阻增大，降低阳极发生电流量和工作性能，影响钢管桩的保护效果。 1.1.4捆扎法是采用钢制卡环或钢带将牺牲阳极捆扎在钢管桩上，达到牺牲阳极安装固定的目的。捆扎法的缺点是由于海浪冲击，海流扭动，牺牲阳极的不断溶解，造成牺牲阳极与捆扎带之间产生松动，使阳极与钢管桩之间接触电阻增大，影响牺牲阳极发生电流和使用效果，严重者阳极脱落，造成保护工程失败。 通过以上比较，螺栓法固定法和捆扎法一般不宜采用。 1.1.5水下焊接安装法是采用水下焊接设备和水下焊条通过电焊方法把牺牲阳极安装固定在钢管桩上。水下电焊方法具有技术成熟、牢固可靠，牺牲阳极与钢 气管桩接触电阻小、导电性能好、使用寿命长等特点。水下焊接法又分自动CO 2 气体局部排水干法焊技术难度体局部排水干法焊和普通湿法焊两种。半自动CO 2 大、造价高，主要用于水下高强钢结构材料的焊接。本工程钢管状材质为Q345钢，采用水下SRE TS 208湿法焊条焊接工艺完全满足工程技术要求。 1.2牺牲阳极水下焊接设备 1．2.1 牺牲阳极水下焊接安装设备采用ZX-500直流弧焊机，ZX-500焊机的特点是电压调节范围大，工作电流稳定，起弧电压稳定，水下操作不易断弧，连续性强，焊缝质量好。 1.2.2空压机 施工用空压机型号为V-0.67/14-1型。该机排气量0.67/min，工作压力1.4MPa,
长输管道阴极保护工程施工 及验收规范
目录 第一章总则.......................................................................................................................- 3 - 第二章阴极保护管道防腐绝缘要求及绝缘法兰安装................................................... - 4 -第三章电源设备的验收与安装...........................................................................................- 5 - 第四章汇流点及辅助阳极的安装.......................................................................................- 7 - 第五章测试桩的安装...........................................................................................................- 9 - 第六章检查片的制作与安装埋设.................................................................................... - 10 - 第七章牺牲阳极的安装.................................................................................................... - 11 - 第八章调试.................................................................................................................... - 13 - 第九章交接验收及竣工资料............................................................................................ - 14 -
储罐内壁牺牲阳极阴极保护 由于原油储罐、污水罐罐底内壁的腐蚀主要是缘于原油沉积污水引起的电化学腐蚀、细菌腐蚀，且罐底的原油沉积污水有着较高的含盐量（主要是S-2、Cl -、HCO-3、Na+、Ca+2等）和较高的温度，因此其腐蚀性较强。目前普遍采用牺牲阳极法对储罐底板内壁进行阴极保护，这种方法对储罐安全可靠，无需专人管理，且保护效果好。通常用作牺牲阳极的材料有镁和镁合金、锌合金、铝合金等。阳极块在储罐内壁上均匀布置，钢板与阳极块直接焊接连接。 牺牲阳极保护法特点： ①施工快速、简便，不会产生腐蚀干扰。 ②投入成本较低，经济性强。 ③安全可靠，无需专人管理。 ④保护效果显著。 根据内壁介质的情况,阳极可以选用铝合金阳极或镁合金阳极。内壁采用牺牲阳极保护时，要注意温度的影响。对40~70℃的水介质环境中，镁阳极因为腐蚀率太高而不适用。 根据保护面积、保护年限、介质电阻率计算所需的阳极数量，选择阳极规格形状。阳极在罐底板上呈环状均匀分布，阳极支架与底板焊接。牺牲阳极易于安装，而且当阳极消耗为初始重量的85%时，可以利用清罐机会进行更换。 针对储罐内壁牺牲阳极的设计步骤： ①计算阴极保护面积（罐内浸水面积） 罐底内壁保护面积计算：S=πr2 S-保护面积 r-储罐半径 ②选定保护电流密度，计算保护电流 保护电流计算：I= SIa S-保护面积 Ia-保护电流密度 ③确定保护年限，计算所需阳极总量 阳极使用寿命：Ｔ＝0.85 W/ωI T-阳极工作寿命a W-阳极净质量，kg ω-阳极消耗率kg/(A.a)
④根据阳极单支数量，计算阳极支数 阳极数量：N=f.IA/Ia N-阳极数量 IA-所需保护电流A Ia-单支阳极输出电流A F-备用系数，取2-3倍 牺牲阳极法是储罐内常用的阴极保护方法，它可以任意布置不必担心电源连接，它的电位有限，没有必要担心过保护为先，牺牲阳极可以做成任意形状。 根据内壁介质的情况,阳极可以选用铝合金阳极或镁合金阳极。内壁采用牺牲阳极保护时，要注意温度的影响。对40~70℃的水介质环境中，镁阳极因为腐蚀率太高而不适用。 根据保护面积、保护年限、介质电阻率计算所需的阳极数量，选择阳极规格形状。阳极在罐底板上呈环状均匀分布，阳极支架与底板焊接。牺牲阳极易于安装，而且当阳极消耗为初始重量的85%时，可以利用清罐机会进行更换。 钢质容器在做阴极保护时通常也可采用外加电流和牺牲阳极两种方法；强制电流法适用于大型水罐，如高架水罐、海水储罐、锅炉供水罐、电站的河水罐等，辅助阳极可选择硅铁、镀铂钛、石墨或铅（饮用水不适用），由罐顶适当位置悬挂下去，也可通过罐壁钻孔，固定阳极。在高电阻率水中，应选用铜芯连续式镀铂钛线形阳极，以获得均匀的电流分布。 采用牺牲阳极保护时，阳极应直接固定到罐内壁上，位于最低水位线以下600mm，尽可能均匀分布。 牺牲阳极施工需要注意以下事项： 1、清罐除锈，达到涂料施工标准； 2、将阳极块焊接到罐底内侧及内壁下部800mm的壁板上，焊接牢固，清除残渣。 3、涂覆施工，内底板及1m 以下壁板采用绝缘型油罐涂料，其他部位采用导电涂料。施工中，阳极块只要求暴露本体，焊接引线，焊点及阳极块下表面及罐底板均需涂覆。
阴极保护技术在埋地管道上的应用案例的总结 课程：现代阴极保护技术 班级： 学号： 姓名：
目录 1.阴极保护技术介绍 1.1阴极保护技术原理 1.2阴极保护方法 1.2.1牺牲阳极阴极保护技术 1.2.2强制电流阴极保护技术 2. 阴极保护技术在埋地管道上的应用 2.1 阴极保护技术的应用现状 2.2 埋地管道采取防腐措施的必要性 3.应用实例分析 3.1 西气东输东输管道工程阴极保护 3.1.1 阴极保护设计参数选定 3.1.2 阴极保护站位置的确定 3.1.3 阴极保护系统的构成 3.1.4 管道外防腐涂层与阴极保护的协调问题 3.2 天津渤西油气处理厂管道牺牲阳极保护 3.2.1 保护电位的确定 3.2.2 阳极材料及数量的确定 3.2.3 阳极分布及埋设 3.3 长庆油田靖咸长输管道、靖惠管道、第三采油厂管道的检测与评定 3.4 油气管道阴极保护的现状与展望 参考文献
1.阴极保护技术介绍 1.1阴极保护技术原理 阴极保护是通过阴极电流使金属阴极极化实现。通常采用牺牲阳极或外加电流的方法。系统的检测主要通过每间隔一定的距离所测得的阴极保护数据来准确分析判定管道的阴极保护状态。 1.2阴极保护方法 1.2.1牺牲阳极阴极保护技术 牺牲阳极法是将需要保护的金属结构作为阴极，通过电气连接与电子电位更低的金属或合金连接，使其满足腐蚀电池形成的条件，让电子电位低的阳极材料向电子电位高的阴极材料不间断地提供电子。牺牲阳极因较活泼而优先溶解，向被保护金属通入一定量的负极直流电，使其相对于阳极接地装置变成一个大阴极而免遭腐蚀, 而阳极则遭到强烈腐蚀；此时阴极材料的结构首先极化，在结构表面富集电子，不再产生离子，进而减缓并停止结构腐蚀进程，从而达到保护阴极材料的目的。 1.2.2强制电流阴极保护技术 强制（外加）电流是通过外加的直流电源（整流器等），直接向被保护的金属材料施加阴极电流，使其发生阴极极化，同样达到保护阴极金属材料的目的。而给辅助阳极(一般为高硅铸铁或废钢)施加阳极电流，构成一个腐蚀电池，也可使金属结构得到保护。 2.阴极保护技术在埋地管道上的应用 2.1 阴极保护技术的应用现状 目前，在西方发达国家，金属阴极保护防腐得到广泛应用，并取得了明显的效果。国内埋地管网阴极保护做得较好，一般都要求埋地的新建金属管道必须采用阴极保护储罐和钢质管道在改造时应逐步采用阴极保护。近年来，国内的阴极保护技术发展较快，阳极材料、保护参数的遥控遥测、保护电源等技术日趋完善。 2.2 埋地管道采取防腐措施的必要性 输送油、气的钢质管道大都处于复杂的土壤环境中，输送的介质也具有腐蚀性。因此，管道的内壁和外壁均可能遭到腐蚀。一旦管道被腐蚀穿孔，造成油、气漏失，不仅使运输中断，还会污染环境，并可能引发火灾。防止埋地管道的被腐蚀，是管道工程的重要任务，埋地管道的腐蚀，可分为内壁腐蚀和外壁腐蚀。 3.应用实例分析 3.1 西气东输东输管道工程阴极保护 3.1.1阴极保护设计参数选定 在西气东输管道工程阴极保护设计过程中，对于设计基本参数的选取，进行了认真细致的核实。结合三层PE防腐层的结构和特点、以及国内该防腐层的生产加工能力和技术水平，同时对比分析了相关的国内外标准，最终选定阴极保护参数如下：最小保护电流密度Js=3-5μA/m2,最小保护电位V=-0.85V或更负（相对饱和Cu/CuSO4参比电极，下同），最大保护电位（通电状态下）V=-1.25V。考虑西气东输管道工程最大站间距仅为217km,最小间距141km,按双侧保护间距和Js=4μA/m2的电流密度计算，保护电流约为：2Imax=5.54A ,2Imin=3.60A。
目录 一、概述 (1) （一）工程概况 (1) （二）保护原理 (1) （三）牺牲阳极法阴极保护的优点 (1) （四）应用标准和规范 (1) 二、本工程管道牺牲阳极保护法的设计 (1) 三、施工方法 (2) 1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述: (2) 2、牺牲阳极法的施工: (2)
一、概述 （一）工程概况 本保护管段范围为北河路（天华路至体育场段）工业水管线。管径为DN500，管道敷设在北河路南侧，单管保护长度为约2.6km。本工程采用牺牲阳极法。 （二）保护原理 将被保护的金属结构连接一种比其电位更负的金属或合金，该金属或合金为阳极，依靠它的优先溶解所释放出的电流使金属结构阴极极化到所需的电位而实现保护，这种方法称为牺牲阳极法阴极保护。（三）牺牲阳极法阴极保护的优点 1、不需要外部电源； 2、对邻近金属构筑物无干扰或很小； 3、电流输出虽不能控制，但有自动调节倾向，且覆盖层不易损坏。 4、调试后，可不需日常管理； 5、保护电流分布均匀，利用率高。 （四）应用标准和规范 1、《埋地钢质管道阴极保护电参数测试方法》SY/T0023-97 2、《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》SY/T0019-97 3、《钢质管道及储罐防腐工程设计规范》SY0007-99 4、《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086-95 5、《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》SY/T0017-96 二、本工程管道牺牲阳极保护法的设计 该管道为工业水管道，管径500㎜，设计采用如下牺牲阳极保护法。
牺牲阳极选用镁阳极，每240米设1组，每组由3支22kg的镁阳极组成。 共埋设镁阳极48支，距管道垂直距离＞1.5m，阳极周边用填料包围以减少接地电阻及促进腐蚀产物的溶解。汇流点及中间点设测试桩3支，测试桩按照1支/km的原则埋设。 三、施工方法 1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述: 袋装阳极制作→阳极床定位→阳极床开挖→阳极埋设→阳极浇水浸透饱和及各参数测试→阳极通电点处理及焊接→通电点导通测试→通电点补口防腐(补口处防腐材料与管体防腐材料是匹配的) →阳极回填→标记记录。 2、牺牲阳极法的施工: 2.1镁阳极安装 2.1.1牺牲阳极的施工：牺牲阳极土壤中的施工，包括埋设前的组装、阳极的填充和埋高。 2.1.2镁阳极与阳极电缆的组装 阳极与电缆之间的联接采用锡焊。在焊接点上涂覆环氧涂料，加缠电工胶布和绝缘胶带，再包覆热收缩套，并再缠胶带保护。必须保证焊接牢固并且绝缘性能良好。 2.1.3阳极安装前准备 在组装牺牲阳极之前，应检验阳极表面是否有油污和氧化物。牺牲阳极表面的油污和氧化物能降低阳极的活性，影响阳极电流的发生，所以阳极表面如存在油污和氧化物，应采用砂纸将阳极表面打磨干净。 填料包的组装可在室内或现场进行，应保证阳极四周的填料厚度一致、密实，各边厚度不小于50mm。填料应调拌均匀，不得混入石块、泥土、杂草等。每支阳极需用填料约50Kg。
吉化集团吉林市北方建设有限责任公司 吉林-长春成品油管道工程 第一标段线路工程 阴极保护施工方案 编制： 审核： 批准： 吉化集团吉林市北方建设有限责任公司 吉林-长春成品油管道工程项目经理部 二○一一年七月十五日
目录 1、编制依据................................................. 错误!未定义书签。 2、工程概况 (2) 3、施工部署 (4) 4、施工方法和措施 (5) 施工准备 (6) 用于临时阴极保护的锌带安装 (7) 测试桩安装 (8) 长春末站强制电流阴极保护安装 (9) 去耦合器的安装和调试 (10) 5、施工消耗材料计划 (13) 6、施工首段用料计划 (13) 7、工期计划及工期保证措施 (14) 8、质量保证措施 (14)
1、编制依据 （1）. 编制说明 本施工组织方案是依据建设单位提供的招标文件，施工图纸国家有关规范及验收标准进行编制的。本施工组织方案针对施工中的主要施工方法和措施，人员安排，质量控制,进度、材料控制及安全文明施工与环境保护等进行阐述说明。 （2）.编制依据 2、工程概况 本工程是由吉林到长春的输油管道工程。管道主要是采用外加电流的方式进行阴极保护。土壤电阻率比较低的地方需要用锌带牺牲阳极做临时阴极保护，有和旧管道交叉的地方设置管道交叉测试桩。每整公里处设电位测试桩。在管道受交流干扰地段设去耦合器。在长春末站埋设阳极地床。在绝缘法兰两端设接地电池，并设参比电极。 .工程内容：本工程主要内容包括测试桩的安装、长效硫酸铜参比电极、锌带的安装；通电点电缆的焊接，恒电位仪的安装、辅助阳极的埋设、接地电池的安装、去耦合器的安装、电缆敷设、系统调试等。
管道牺牲阳极法阴极保护专用方案
长输管道牺牲阳极法 阴极保护方案 项目名称： 建设单位： 施工单位： 编制日期：2010年10月4日
目录 一、概述---------------------------------------------------------- 2 （一）原理---------------------------------------------------- 2 （二）牺牲阳极法阴极保护的优点-------------------------------- 2 （三）牺牲阳极材料-------------------------------------------- 2 （四）阳极安装方式-------------------------------------------- 6 （五）测试系统------------------------------------------------ 7 （六）应用标准和规范------------------------------------------ 7 （七）主要测试设备和工具-------------------------------------- 8 二、该项目管道牺牲阳极保护法的设计 -------------------------------- 8 三、施工方法------------------------------------------------------ 8 1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述如下: ------------------- 9 2、牺牲阳极法的施工:----------------------------------------- 9
管道阴极保护基本知识
管道阴极保护基本知识 内容提要： ◆阴极保护系统管理知识 ◆阴极保护系统测试方法 ◆恒电位仪的基本操作 一、阴保护系统管理知识 （一）阴极保护的原理 自然界中，大多数金属是以化合状态存在的，通过炼制被赋予能量，才从离子状态转变成原子状态，为此，回归自然状态是金属固有本性。我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。 每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位, 称之为该金属的腐蚀电位（自然电位），腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去电子, 我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。阳极区由于失去电子（如铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀，而阴极区得到电子受到保护。 阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。有两种办法可以实现这一目的，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。 1、牺牲阳极法 将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属或合金（即牺牲阳极）相连，使被保护体极化以降低腐蚀速率的方法。 在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中，被保护金属体为阴极，牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位值，在保护电池中是阳极，被腐蚀消耗，故此称之为“牺牲”阳极，从而实现了对阴极的被保护金属体的防护，如图1—3。
牺牲阳极材料有高钝镁，其电位为-1.75V；高钝锌，其电位为-1.1V；工业纯铝，其电位为-0.8V（相对于饱和硫酸铜参比电极）。 2、强制电流法（外加电流法） 将被保护金属与外加电源负极相连，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率的方法。其方式有：恒电位、恒电流、恒电压、整流器等。如图1-4示。 图1-4恒电位方式示意图 外部电源通过埋地的辅助阳极将保护电流引入地下，通过土壤提供给被保护金属，被保护金属在大地中仍为阴极，其表面只发生还原反应，不会再发生金属离子化的氧化反应，使腐蚀受到抑制。而辅助阳极表面则发生丢电子氧化反应，因此，辅助阳极本身存在消耗。 阴极保护的上述两种方法，都是通过一个阴极保护电流源向受到腐蚀或存在腐蚀，需要保护的金属体，提供足够的与原腐蚀电流方向相反的保护电流，使之恰好抵消金属内原本存在的腐蚀电流。两种方法的差别只在于产生保护电流的方式和“源”不同。一种是利用电位更负的金属或合金，另一种则利用直
XX输水工程埋地输水钢质管道阴极保护 设计施工方案 一、工程概况 该输水管道工程，管的Φ600mm，管的长513.1m。施工设计思路，通过计算、设计，在整个埋地输水钢质管道进行牺牲阳极法的阴极保护。 二、此工程埋地输水管道保护范围，阳极数量和设计技术参数指标。 2－1镁合金阳极21支，每支单个阳极重量22kg，分7组埋设，每组3支， 2－2镁阳极规格型号700×（150＋130）×125 2－3设阳极用量，镁阳极21支 2－4布置电位测试桩3支 2－5饱和硫酸铜参比电极3支 2－6有效保护年限30年 2－7保护电流密度10mA/m2 2－8保护电位－0.85－1.5V 三、采用技术标准 ·GB/T21448-2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》
·GB/T21246-2007《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》 GB/T17731-2004《镁合金阳极》 ·RP0169-2002NAC《埋地或水下金属管线系统的外部腐蚀控制》 四、输水管道阴极保护施工方案 输水钢质管道在我国主要采用普通钢材焊接而成，管道长期埋在地下，由于土壤的各种介质和电化学腐蚀，运行汇流中而造成杂散电流的腐蚀，所以阴极保护是对被保护的管道金属以及阴极电流，使金属表面阴极极化，电位负移到表面阳极的平衡电位，消除电化学不均匀性所引起腐蚀电池，从而保护金属免受介质腐蚀技术。保护电流来源不同，阴极保护分为牺牲阳极保护和外加电流保护，这次输水管道采用牺牲阳极保护法。是采用一种被保护的电位更负，即化学性质更为活泼的金属或合金与被保护金属（管道）相连，依靠该金属合金不断的腐蚀牺牲掉所产生的电流，使被保护金属获得阴极的极化而受到保护、技术已相当成熟。 4-1镁合金阳极的施工安装 牺牲阳极的设置本着保护电位分布均匀，尽量减少阳极间互相屏蔽和管道前后壁自身屏蔽影响，利于管道阴极保护